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The product of the bacteriophage lambda W gene: purification and properties

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Gene W is one of the 10 genes that control the morphogenesis of the bacteriophage λ head. The morpho genesis of the phage λ head proceeds through the synthesis of an intermediate assembly called the prohead. This is an empty shell into which the bacteriophage DNA is introduced — packaged — by the phage enzyme DNA terminase. The product of W (gpW) acts after DNA packaging, but before the addition of another phage product, gene product FII, and before the addition of tails. The role of gpW is unknown. The structure of N- and C-tagged gpW has been previously determined by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Here we report some of the properties of the native protein. The purification of gpW to homogeneity, overproduced by a plasmid derivative, is described. To obtain large amounts of the protein, the ribosome-binding site had to be modified, showing that inefficient translation of the message is the main mechanism limiting W gene expression. The molecular weight of the protein is in close agreement to the value predicted from the DNA sequence of the gene, which suggests that it is not post-transcriptionally modified. It behaves as a monomer in solution. Radioactively labeled gpW is incorporated into phage particles in in vitro complementation, showing that gpW is a structural protein. The stage at which gpW functions and other circumstantial evidence support the idea that six molecules of gpW polymerize on the connector before the incorporation of six molecules of gpFII and before the tail attaches.Key words: bacteriophage morphogenesis, lambda gene W, viral structure.

Le gène W est un des dix gènes qui règlent la morphogenèse de la tête du bactériophage λ. La synthèse et l'assemblage de la procapside est une étape intermédiaire de la morphogenèse de la tête du phage λ. La procapside est une enveloppe vide dans laquelle l'ADN du bactériophage est introduit et empaqueté par une enzyme phagique, l'ADN terminase. Le produit du gène W (gpW) intervient après l'empaquetage de l'ADN, mais avant l'ajout d'un autre produit phagique, le produit du gène FII (gpFII), et la fixation de la queue. Le rôle de gpW est inconnu. La structure de la protéine gpW marquée aux extrémités C et N a été déterminée antérieurement par spectroscopie de RMN. Dans cet article, nous rapportons certaines propriétés de la protéine native. La purification jusqu'à homogénéité de la protéine gpW, surproduite à l'aide d'un plasmide, est décrite. Afin d'obtenir une grande quantité de cette protéine, le site de liaison au ribosome a dû être modifié, ce qui indique que la traduction inefficace de l'ARN messager est le principal mécanisme limitant l'expression du gène W. La masse moléculaire de la protéine est près de la valeur prédite à partir de la séquence d'ADN du gène, ce qui suggère que la protéine ne subit pas de modification post-traductionnelle. En solution, la protéine se comporte comme un monomère. La protéine gpW radioactive est incorporée dans des particules virales au cours d'expériences de complémentation in vitro, ce qui indique que gpW est une protéine structurale. L'étape à laquelle gpW intervient ainsi que d'autres preuves circonstancielles appuient l'idée que six molécules de gpW polymérisent sur le connecteur, avant l'incorporation de six molécules de gpFII et la fixation de la queue.Mots clés : bactériophage lambda, morphogenèse, gène W, structure virale.[Traduit par la Rédaction]
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Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2003

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